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Qualità dell'acqua: impatto globale degli effluenti urbani sulle aree naturali


Relazione bibliografica scritta da Emmanuel TANGUY, consulente nel trattamento delle acque

Le capacità depurative degli ambienti naturali, consentendo ad un ecosistema acquatico equilibrato di trasformare le sostanze di origine umana che gli vengono fornite, vengono accelerate e amplificate nelle strutture delle fognature. Una moltitudine di batteri naturalmente presenti nell'acqua trasforma l'inquinamento utilizzandolo per la propria crescita mineralizzandolo. Durante l'estate, nuotare in mare è un'attività ricreativa popolare. In questa occasione, il pubblico francese e straniero desidera trovare un ambiente accogliente, preservato da diverse forme di inquinamento o fastidio. La qualità delle acque di balneazione è un fattore di salute, così come le zone di coltivazione dei molluschi, ma è diventata anche un elemento importante nello sviluppo turistico. Il monitoraggio di questa qualità rimane una preoccupazione costante dei dipartimenti ministeriali responsabili della salute e dell'ambiente. Lannion, un agglomerato di 120 abitanti nel 000, ha una frequentazione turistica che offre 2018 posti letto aggiuntivi in ​​alta stagione. Il limite di saturazione degli impianti di trattamento delle acque reflue mette sotto pressione gli ambienti acquatici e la costa. La baia di Lannion è fortemente inquinata dallo sviluppo di alghe verdi, fastidiose per i bagnanti e per la vita acquatica. Allo stesso modo, la metà dei letti di molluschi monitorati da DDASS e IFREMER è vietata per la pesca ricreativa, compreso l'estuario del fiume Lannion che è stato classificato come malsano per 100 anni.

La valutazione della qualità dell'acqua, effettuata in accordo a quanto previsto dal codice della sanità pubblica e dell'ambiente, viene effettuata utilizzando due tipologie di indicatori: biologico e fisico-chimico. Poiché la costa è soggetta a inquinamento a monte dei bacini idrografici, vengono presentati anche indicatori di qualità dell'acqua. Gli indicatori di inquinamento a volte sono costosi o difficili da seguire. Quelle che sono state trattenute non sono sempre rilevanti per tutto l'inquinamento esistente. Le normative devono tenere conto della fattibilità del monitoraggio e dei controlli che devono essere effettuati per applicarle. Mi verrà anche chiesto di trovare indicatori più rappresentativi che possano differenziare l'inquinamento fecale umano da un altro animale - di conseguenza, la mia difesa si basa su numerosi lavori scientifici accademici - e in particolare di analizzare le conseguenze e gli impatti dei disturbi antropogenici sulle risorse.

Questo lavoro fa parte dell'attuale questione ambientale che mira a ripristinare e preservare gli ecosistemi acquatici. La WFD (Water Framework Directive) ha imposto per l'anno 2020 l'obiettivo generale, a livello europeo, di "raggiungere un buono stato ecologico dei vari ambienti acquatici". Il termine per il raggiungimento di questo obiettivo, che richiede un lavoro colossale, è stato posticipato al 2027. Tuttavia, per i siti in cui non viene raggiunto il livello ecologico desiderato, è necessario lo sviluppo di metodi per comprenderne le cause sottostanti. È in quest'ottica che sono stati definiti gli obiettivi di questo lavoro.

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Difficoltà e limiti delle norme in vigore

Reti sanitarie durante i periodi piovosi

Il funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue è in difficoltà in caso di forti piogge, perché questo diluisce gli effluenti da trattare. Gli straripamenti delle tempeste rilasciano le acque reflue direttamente nell'ambiente naturale. La necessità di sanificare l'acqua piovana della città prima che venga restituita all'ambiente non è generalizzata.

Rilevanza delle leggi

Secondo Caroline Gardia-Parège (Università di Bordeaux), il monitoraggio ambientale si riferisce classicamente alle normative. Le convenzioni si concentrano su un numero definito di molecole, il DCE raccomanda il monitoraggio di 53 molecole. Società americana d'oro Servizio astratto chimico (CAS) ha elencato più di 88 milioni di molecole. Questi composti subiscono numerosi processi biotici e abiotici, che possono generare metaboliti che possono essere più pericolosi delle molecole madri. Oltre a questi prodotti di trasformazione, possono esserci effetti complessi di miscelazione tra le molecole. Questi effetti di "miscelazione" sono difficili da dimostrare e rappresentano un punto tralasciato nella valutazione del rischio. La sottovalutazione del pericolo è tanto più importante in quanto la rilevazione dei composti presenti non è sempre fattibile. A ciò si aggiunge il fatto che alcuni composti possono indurre una risposta biologica a concentrazioni estremamente basse. Sebbene efficienti, le tecniche analitiche attualmente disponibili non consentono la rilevazione di queste molecole a questi livelli di concentrazione. Tutti questi limiti portano alla difficoltà di stabilire un corretto legame tra le molecole presenti e gli effetti biologici osservati. Secondo un rapporto AFSSET del 10/2007 e Valérie Derolez della National School of Public Health, uno studio sulla correlazione tra i risultati del conteggio degli indicatori microbiologici, rispetto al rischio di intossicazione alimentare collettiva, no. Non ha rilevanza . Nella maggior parte dei casi, infatti, i molluschi incriminati in epidemie soddisfano lo standard E. coli. Provengono, in alcuni casi, da zone classificate A. Questo risultato dimostra l'inaffidabilità degli indicatori fecali rispetto al rischio virale. Non c'è quindi alcuna relazione tra gli indicatori e la presenza di agenti patogeni.

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Coltivabilità batterica

Secondo l'Università Claude Bernard Lyon 1 e INSA-Lyon, dopo stress come carenza nutrizionale, i batteri, come l'Escherichia coli, perdono la capacità di formare colonie su terreno agar. Nonostante la loro perdita di coltivabilità, questi batteri hanno mantenuto la loro integrità della membrana e alcune attività fisiologiche. Sorge quindi una controversia sul fatto che questi batteri siano finalmente vivi, reversibili o morti. Nel caso in cui questo sia effettivamente uno stato transitorio reversibile, le conseguenze nel campo del controllo di qualità batteriologico sarebbero significative, poiché alcuni campioni potrebbero essere falsi negativi. Tuttavia, la diversità batterica è ancora poco accessibile in coltura poiché è generalmente accettato che la frazione incolta rappresenti più del 95% delle specie, soprattutto nell'ambiente.

Ecotossicologia

L'ecotossicologia è stata progettata seguendo la consapevolezza degli effetti che potrebbero derivare dall'introduzione e dalla dispersione di inquinanti chimici nell'ambiente. Il suo scopo è valutare l'impatto delle sostanze chimiche prodotte e utilizzate dall'uomo sulla struttura e sul funzionamento degli ecosistemi naturali, al fine di valutarne l'impatto a tutti i livelli dell'organizzazione biologica. Gli effetti biologici degli inquinanti possono essere assimilati a biomarcatori di inquinamento nei regni animale e vegetale. La caratterizzazione di questi marker può consentire la rilevazione precoce dell'inquinamento prima dell'alterazione della struttura degli organismi, e soprattutto prima che le popolazioni dell'ecosistema siano disturbate. Associato a un'indagine di biomonitoraggio, che mira a valutare le minacce che pesano sui biotopi, il suo obiettivo è determinare il grado di contaminazione delle reti alimentari acquatiche da xenobiotici e valutare le dinamiche all'interno di queste reti. I vari fattori di inquinamento fisico-chimico pongono un problema difficile e urgente, minacciando la qualità dell'acqua. L'inquinamento da xenobiotici è frequente e proviene da effluenti domestici, agricoli e industriali che si trovano nei biotopi. I derivati ​​del fosforo provengono dalla liscivia e partecipano, insieme ai derivati ​​dell'azoto, al fenomeno dell'eutrofizzazione. I metalli rappresentano una forma particolare di inquinamento chimico: vengono scaricati per lisciviazione dai suoli urbani e agricoli. L'inquinamento organico da detergenti non biodegradabili, idrocarburi, farmaci, è un'altra forma di inquinamento chimico. È preoccupante per il suo aspetto onnipresente, persistente, insidioso e polivalente e per l'effetto di disturbo endocrino. Queste sostanze potrebbero interferire con varie specie, perché non è la dose che fa il veleno. Allo stesso modo, gli impianti di trattamento delle acque reflue scaricano l'acqua che soddisfa i criteri stabiliti dalle leggi amministrative, vale a dire azoto, fosforo e materia organica disciolta, ma i mezzi di scarico sono conformi alle leggi naturali. Oggi esistono normative su scala globale ed europea. Nel 2001 è stata adottata la Convenzione di Stoccolma volta a ridurre o addirittura arrestare la produzione di inquinanti organici persistenti. L'Ufficio parlamentare per la valutazione delle scelte scientifiche e tecnologiche ha esaminato il rapporto del 18 marzo 2003 sulla qualità dell'acqua e dei servizi igienico-sanitari in Francia e ha ritenuto che "vi fosse in alcuni dipartimenti una sorta di connivenza politico-economica-amministrativa tra funzionari eletti , lo Stato e le professioni coinvolte nel degrado delle risorse idriche. Come avere XXI aspettativee secolo con le tecnologie del XXe e mentalità del XIXe secolo? Quindi tutto conferma che la protezione dell'acqua, spesso presentata come una priorità, non lo è. La valutazione dell'esposizione richiede la determinazione della presenza di contaminanti negli ecosistemi stimando la loro concentrazione e biodisponibilità. L'obiettivo primario della determinazione delle specie metalliche, IPA, POP, detergenti e medicinali rispetto all'ambiente è identificare le specie che sono all'origine degli effetti nocivi sulla vita acquatica, da misurazioni di biodisponibilità e tossicità.

Interazioni tra inquinanti

(Ecotossicologia. Teoria e applicazioni 1997 di V. E. & T. L. Forbes e J. L. Rivière agronomo dell'INRA.)

La biodegradazione può semplicemente catalizzare altre reazioni fisico-chimiche se i metaboliti sono più reattivi della molecola originale. La biodegradazione può quindi, a seconda dei casi, rendere nuovamente disponibile un metabolita per processi chimici o biologici, ma anche indurlo a intrappolarlo e quindi sottrarlo ai processi biologici, o addirittura facilitarne la fuga nell'atmosfera. Per quanto riguarda i fattori favorevoli alla biodegradazione, le popolazioni batteriche devono sperimentare condizioni di crescita adeguate. Appare quindi necessario che queste popolazioni siano sottoposte a una progressiva esposizione a pesticidi e altri xenobiotici al fine di sviluppare un'attitudine alla biodegradazione. Il destino finale di questi inquinanti è determinato dai loro effetti e dalle interazioni con la fauna selvatica e altri elementi viventi. Gli studi sugli effetti degli invertebrati sulle proprietà fisico-chimiche dei sedimenti e del suolo risalgono a Charles Darwin (1896). Gli unici approcci alla chimica degli inquinanti nei suoli e nei sedimenti sono il pallone da laboratorio e le sospensioni di sedimenti. Anche in queste situazioni semplificate, gli studi del destino e degli effetti sono proceduti parallelamente, senza legami reciproci, senza tenere conto del modo in cui l'ambiente, in cui il benthos vive e scambia materia, sviluppa caratteristiche fisico-chimiche che alla fine vanno avanti. il destino degli inquinanti. Gli organismi sedimentari esercitano indirettamente un certo grado di controllo sulla tossicità degli inquinanti attraverso la bioturbazione. Le interazioni tra elementi viventi, sedimenti e inquinanti sono modulate dall'attività degli organismi sedimentari: la costruzione di gallerie aumenta le superfici, quindi aumentano gli scambi tra ambienti ossigenati e anossici e gli scambi per diffusione nella colonna d'acqua. Gli elementi viventi hanno una grande influenza sull'intensità e la posizione delle reazioni redox e aumentano l'eterogeneità biogeochimica complessiva. In assenza di conoscenze teoriche più precise sull'interazione degli effetti biologici a vari livelli di organizzazione, non saremo in grado di dare un senso anche ai dati più standardizzati e armonizzati. Non esistono risposte semplici ai difficili problemi culturali, scientifici, politici ed economici che dobbiamo affrontare. Per trasformare questi inquinanti, il metaremediation è una soluzione: è una tecnica basata sulla degradazione degli xenobiotici da parte delle piante e sulle loro interazioni con i microrganismi.

© editor di immagini illustrative: Happyphotons / Adobe Stock

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